In today’s class, we were grouped into teams and each team decided the concept of the aircraft. Our team is composed of graduate students.
We decided to make flying wing aircraft with a rectangular wing. Then, we decided aircraft’s configuration, size and arrangement of flight control surfaces. In the process, we referred to Prandtl-D, which is flying wing made by NASA(https://www.nasa.gov/centers/armstrong/news/FactSheets/FS-106-AFRC.html). Prandtl-D’s wing span is 25 feet and it is 28 pounds weight. It has neither vertical tail nor horizontal tail and it has longitudinal stability because of twist-down near the wing tip. Prandtl-D’s lift distribution is bell shaped rather than the traditional elliptical shape, which leads to more efficient flight. We can incorporate Prandtl-D’s shape into our aircraft design.
After we draw the sketch, we tried making simple model with cardboard and chopsticks.
The first model we made didn’t have enough stiffness of wing, so we added one more cardboard to original wing, only to lose stability because of too backward center of gravity. Finally, we could make the plane stable by adding some weight to the tip of the chopsticks.
The next thing we have to do is detailed designing. We’ll estimate its aerodynamic performance, make the three-view drawing of structure using xflr5 and submit it to our TA by May 8.
We have to consider many constraints, that is, stiffness of wing, stability, trim and how we make it lighter. We’ll do our best to make Flying wing aircraft with rectangular wing. 今日の授業ではチーム分けがあり、その後、各チームで機体のコンセプトを考えました。私達のチームは、大学院生で構成されたチームでした。
私達は矩形翼全翼機を作ることに決まり、機体の形状や大きさ、舵面の配置を決めていきました。その際に参考にしたのがPrandtl-Dという機体です。これはNASAが作った全翼機です。Prandtl-Dのスパン長は25ftで28lbの重さがあります。Prandtl-Dは垂直尾翼も水平尾翼も持っておらず、翼端付近での捩り下げによって縦安定性を取っています。Prandtl-Dの揚力分布は従来の楕円分布ではなく「ベル型」で、これにより効率の良い飛行を実現しています。このPrandtl-Dの形状を私達の機体に取り入れることができそうです。
スケッチが終わると、紙と割り箸を使って簡単な模型を作ってみました。最初に作った模型では翼の剛性が足りず、剛性を増すために翼を2枚重ねの紙で作ると今度は重心が後方に寄り過ぎて安定が取れませんでした。最終的に、前方に適当な重りを付けて飛ばすことにより、安定させることができました。
次にやるべきことは詳細設計です。空力推算を行ったり、xflr5を用いて構造三面図を作ったりして、5月8日までにTAに提出します。
翼の剛性、安定性、トリム、軽量化、様々な制約を考慮しなければいけません。矩形翼全翼機を作れるように頑張りたいと思います。